[发明专利]工程机械总装生产线在线感知与柔性装配系统

说明书

本发明公开了一种工程机械总装生产线在线感知系统，属于智能制造领域。包括固定轨道，固定轨道包括多个装配工位，固定轨道上设置有运输装置；每个装配工位上设置有传感器、信息扫描终端、工位控制器和可更换的工装，传感器通过ZigBee通信与工位控制器连接，信息扫描终端通过RS485通信与工位控制器连接；同一车间内的所有工位控制器通过CAN总线与一个工业控制计算机连接；所有工业控制计算机通过以太网与服务器连接，其中：服务器通过蚁群算法为各个待装配零部件的装配路径；服务器根据装配路径，通过遗传算法为分配在同一个工装上的待装配零部件的装配顺序进行排序。本发明对工业现场多源数据的在线采集，实现了在线感知和柔性制造。

技术领域

本发明涉及智能制造领域，特别是指一种工程机械总装生产线在线感知与柔性装配系统。

背景技术

目前，全球拥有在役工程机械设备逾1000万台，其中含我国在役设备400万台，分布于150多个国家和地区的施工现场。工程机械、装备制造等类型企业的最终产品装配(总装)是一项涉及物料、人员、机器等众多因素的复杂性活动。

装配作为制造过程最后阶段的生产活动，是将不同零部件通过各种工艺过程按顺序组装成一种具有特定功能产品的生产过程。机械装配根据其组织形式可以分为固定式装配与移动式装配。固定式装配是指将机械装配过程中所需的各种零部件全部放在一个固定不变的位置进行装配，在小批量生产的机械装配中通常选用这种装配模式来进行机械装配。移动式装配是指机械装配的装配地点及装配人员在装配的整个过程中都不是固定的，这种装配方式广泛地应用于目前大批量的汽车机械的生产装配过程中，例如目前广泛使用的流水线式的装配就是移动式装配的典型代表。

大型机械相对轿车、卡车等生产量较小，属于中小批量生产，通常采用固定式装配，不采用自动化总装生产线。并且现有的自动化总装生产线适用于汽车等品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定的产品生产，不能满足工程机械总装要求。

另外，在建立工程机械总装生产线时需要考虑在线感知，工程机械的生产过程感知主要是指装配车间各种生产过程状态的感知，涉及生产执行状态、生产质量管理等方面。在传统的生产过程信息获取模式中，即使借助于等信息化系统，依然存在信息采集费时、滞后、不增值等问题：诸如生产状态、生产进度之类的生产执行状态信息以及检验结果之类的生产质量信息，都是通过手工的方式输入到信息化系统当中的；然而，随着生产过程规模的日益复杂化、生产因素随机多变化，生产过程中的信息呈现多源且海量的特征，如果再采用传统模式，就会使得费时、滞后、出错等问题更加突出，同时也会占用工人的劳动时间，浪费生产资源。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种工程机械总装生产线在线感知与柔性装配系统，本发明对工业现场多源数据的在线采集，实现了在线感知和柔性制造。

本发明提供技术方案如下：

一种工程机械总装生产线在线感知与柔性装配系统，包括固定轨道，所述固定轨道包括多个装配工位，所述固定轨道上设置有运输装置；每个装配工位上设置有传感器、信息扫描终端、工位控制器和可更换的工装，所述传感器通过ZigBee通信与所述工位控制器连接，所述信息扫描终端通过RS485通信与所述工位控制器连接；同一车间内的所有工位控制器通过CAN总线与一个工业控制计算机连接；所有工业控制计算机通过以太网与服务器连接，其中：

各个待装配零部件的柔性装配方法包括：

所述服务器通过蚁群算法为各个待装配零部件的装配路径，为该零部件的各个装配工序分配合适的工装；

所述服务器根据所述装配路径，通过遗传算法为分配在同一个工装上的待装配零部件的装配顺序进行排序。

进一步的，所述传感器包括扭矩传感器、油压传感器、工件定位传感器、开关传感器、温度传感器、加速度传感器、电压传感器、霍尔传感器、称重传感器和/或粉尘传感器。